[提问]关于电路共地的一系列问题
BSP 2020-10-8电源技术

感觉自己对于“共地”似懂非懂。

示波器,单拿一个探针,接单片机一个比如pwm输出,不接地,单片机电池供电,测不到输出。

但是如果这个pwm输出是比如说1000v,我拿手去摸,又必然会被电。

那这里的 隔离 有什么用呢,共地 又共在哪里呢。

还有隔离变压器,如果用隔离变压器隔离一万伏,我拿手去摸,真的不会触电吗。

暑假的时候这些个问题就没想明白,现在再重看stm32的手册,又开始疑惑。

串口比如说spi iic,不共地,能否用时钟信号当做差分信号来识别高低电平呢。

当然串口通信需要共地可以理解,因为施密特触发器需要基准,而且内部也没有硬件支持差分输入。

[修改于 1 年前 - 2020-10-08 03:56:22]

来自:电子与无线电 / 电源技术
虎哥
1年0个月前 修改于 1年0个月前
1楼

你说的似乎不是共地,而是有没有电流回路的问题,并非只有共地才能形成回路。

并且不要凭想象,你可以实测一下手摸隔离变压器1万伏(另一头确保悬空)……以防万一的话,可以用个足够耐压的大电阻去摸嘛

我就摸过,没任何感觉。

但是“1000V"的PWM可不一定,因为PWM频率高,你的身体相当于天线或电容的一个极板,于是就有电流流过。

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BSP作者
8个月15天前
2楼
引用虎哥发表于1楼的内容
你说的似乎不是共地,而是有没有电流回路的问题,并非只有共地才能形成回路。并且不要凭想象,你可以实测一...

但是在20年初的时候,我曾被一个电池供电的单管自激小高压线圈电过,当时手上被烧了一个小黑点。

我“臆测”应该是我的手指过于接近放电尖端导致电弧被“吸引”到了我的手指上,高温导致烧伤。

在这种情况下我被电到是不是因为单管自激产生的高压是交流电,我的手指相当于天线或电容的一个极板呢?

如果高压交流电整流成高压直流电,是不是就不会再出现与接地的金属物件之间的拉弧现象了呢?

学完了电路,感觉还是似懂非懂。


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虎哥
8个月15天前 修改于 8个月15天前
3楼
引用BSP发表于2楼的内容
但是在20年初的时候,我曾被一个电池供电的单管自激小高压线圈电过,当时手上被烧了一个小黑点。我“臆测...

小TC完全是高频放电,这个不能用“回路”来理解,你就是一个天线,或者相对于天线的地。

如果是直流电源,确保电源真的“浮地”时,不会有什么感觉。但是真浮地还是难,因为大家都有电容,他虽然是浮地,不代表对地没有电压,就好比一个充满静电的雷雨云,也是“浮”地的,但也可以把你劈两半。接触的时候应握住一个大面积金属去接(中间可以有缓冲电阻,如果电量大,那就要穿等电位服,毕竟大面积金属只能防局部电流密度太大烧个洞),可能有电弧,但是当你被充满以后,就没有电流了。参考高压带电作业的视频,有等电位手续。

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BSP作者
8个月15天前
4楼
引用虎哥发表于3楼的内容
小TC完全是高频放电,这个不能用“回路”来理解,你就是一个天线,或者相对于天线的地。如果是直流电源,...

半夜我左思右想还是睡不着觉,对于一个直流隔离电源,从“感觉”上来讲,去接触他的时候需要等电位是理所应当的,但是在触摸之前,人体本身不就已经跟大地等电位了吗?一个理想的隔离浮地和大地应该是没有电位差的呀?所以不管触摸者去触碰直流隔离电压源的任何一级,都应该是没有电流流过的。那又如何理解触摸时的“充电”和“等电位”过程呢?在这个过程中,我们如何分析电荷的流向呢?

对于雷雨天气的闪电,我的理解是雷雨云和大地分别构成了两个带正电和负电的极板,过高的电压击穿潮湿空气便形成了闪电。在这里,雷雨云和大地似乎是直流电压源的两个电极,放电也为电极间的放电。

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虎哥
8个月15天前
5楼

“浮地”的定义问题。你的定义是与地无任何电气连接,且对地电容为0。

问题转化为:

假设电源是上述理想的浮地,人是接触大地的。电源两端电压是DC10kV。

当人接触该电源的一端时,发生了什么?

显然,被接触的一端,电压立即变成对地为0V,另一端立即变成对地1000V。

或者说,怎么理解“理想浮地”的电源,两端的对地电压?

其实涉及到电势差的定义问题。你电容为0,若电荷不为0,电压的定义就不存在。

所以如果电压存在,就无法存在这种理想的浮地。

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BSP作者
8个月14天前
6楼
引用虎哥发表于5楼的内容
“浮地”的定义问题。你的定义是与地无任何电气连接,且对地电容为0。问题转化为:假设电源是上述理想的浮...

所以说,任何浮地必与大地之间存在电容,或者说:必与任何其他的浮地之间存在电容。接触的过程就是等电位的过程,也就是给电容充电的过程,会形成一个瞬时的电流。

是这样的吗?

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虎哥
8个月14天前
7楼

额。。要考察电压的话,有若干前提,比如有电容(准确的说是有电场),不然电压没有意义。

所以您这个说法,大概属于“话糙理不糙”的类型吧。

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BSP作者
8个月14天前 修改于 8个月13天前
8楼
引用虎哥发表于7楼的内容
额。。要考察电压的话,有若干前提,比如有电容(准确的说是有电场),不然电压没有意义。所以您这个说法,...

关于这方面的知识,有书本详细讲述吗,还是说都要靠实践经验自己理解体会?

目前学了半本尼尔森的电路,自学了一些pcb设计知识。

学校安排下学期学模电数电,明年学电力电子技术。

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虎哥
8个月14天前
9楼

有,《物理》,高一必修,第三册,人民教育出版社,2019 。

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BSP作者
8个月13天前
10楼
引用虎哥发表于9楼的内容
有,《物理》,高一必修,第三册,人民教育出版社,2019 。

啊这

有正经点儿的专业性书籍吗,,,我记得高一的时候学物理完全没提到过共地这茬事


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虎哥
8个月13天前 修改于 8个月13天前
11楼

既然探讨的是(简单的)直流电路或者(宏观的)静电学,所有的东西高中都讲过,上面的分析全部基于高中知识。

能用高中知识就想明白的东西,我觉得很难有人有兴趣专门弄本书来写,更多的情况是分布在一些涉及这些东西的书里面,《电力系统接地技术》就是一个典型。

不要小看高中物理,它很正经,也足够专业。

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信仰は儚き人間の為に
8个月13天前 修改于 8个月13天前
12楼

静电场的计算至少要用到高斯定理,只靠高中物理是很难推出来的。

如果是电类专业的本科生,可以看大学物理教材的电磁学部分。

关于

所以说,任何浮地必与大地之间存在电容

的问题,可以参考孤立导体电容的例题。

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